Long-term observations to study the origins of Galactic Cosmic Rays and search for Dark Matter with CALET

使用 CALET 进行长期观测，研究银河宇宙线的起源并寻找暗物质

• 批准号: 19H05608
• 负责人: 鳥居 祥二
• 金额: $ 128.79万
• 依托单位: Waseda University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-06-26 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19H05608/
• 关键词: 高エネルギー宇宙線; 宇宙線加速源; 宇宙線銀河内伝播; 暗黒物質; 国際宇宙ステーション; 宇宙線加速; 近傍加速源; 多波長天文学; カロリメータ; 銀河宇宙線; 宇宙ステーション; 宇宙線電子成分

本研究で実施しているISS日本実験棟・「きぼう」に搭載したCALorimetric Electron Telescope（CALET）による高エネルギー宇宙線の観測は、2015年10月から約7.5年に亘って極めて順調に実施されている。JAXAと連携した軌道上観測の常時モニタリングを行って観測運用の最適化を図ることにより、効率的かつ安定的な観測が実現されている。その結果、主要な観測モードである高エネルギートリガーによる観測イベント数はすでに約18億に達しており、所期の目的である、(1) 1 GeV-10 TeV領域の電子、(2) 10 GeV-数100 TeV領域の陽子・原子核、(3)１GeV-1 TeV領域のガンマ線、の観測を継続的に実施している。これまでの観測結果のデータ解析により、本年度は以下の３件の論文をPRL誌において発表している。１）核子当たり8.8 GeV-240 GeV領域でのニッケルのエネルギースペクトルの観測結果、及び鉄のエネルギースペクトルの比較、２）50　GeV-60 TeV領域での陽子のエネルギースペクトルとその解釈、３）核子当たり8.4 GeV-3.8 TeV領域でのホウ素のエネルギースペクトルとホウ素/炭素比のエネルギー依存性、及びそのLeaky Box Modelによる検証。これらはいずれもこれまでの観測では確実には達成されなかった、高エネルギー領域における高精度な観測結果であり、宇宙線の起源と伝播について重要な知見をもたらすものである。さらに、LIGO-VirgoのO3 ランで観測された重力波発生天体からの7 keV-TeV領域の電磁成分の観測結果(上限値）をApJ誌において発表している。なお、この期間の最新の研究成果は、COSPAR等の国際会議（８件、内3件は招待講演）や日本物理学会（15件）等の国内会議において適宜発表している。

自2015年10月以来，在这项研究中进行的ISS日本实验建筑“ kibo”中安装的量热电子望远镜（CalET）观察高能宇宙射线（Calet）。自2015年10月以来，进行了大约7.5年。通过不断地监测与Jaxa合作，以实现jaxa的良好观察，并有效地进行了效率，并且可以进行效率，从而达到了良好的观察。结果，使用高能量触发器的观察到的事件数量已经达到了约18亿亿，并且继续观察的预期目的是：（1）1 GEV-10 TEV区域中的电子（2）（2）质子和Nuclei在10 Gev-Nucleus 100 tev区域中的Protons和Nuclei，以及（3）Gamma rays in 1 gam rays in te 1 Gamma rays in n y 1 gam rays in n of 1 gam rays。基于对先前观察结果的数据分析，今年的PRL杂志上发表了以下三篇论文。 1）比较镍在每个核子8.8 GEV-240和铁能光谱中的能量光谱，2）50 GEV-60 TEV区域中质子的能量及其解释，3）硼和硼/碳比的能源光谱在8.4 Gev-3.8 Tev-3.8 Tev-3.8 Tev-3.8 Tev-3.8 Tev-3.8 Tev-3.8使用其验证使用泄漏盒模型。这些都是高能量范围的高度准确的观察结果，这是先前观察结果并未可靠地实现的，并且提供了对宇宙射线起源和传播的重要见解。此外，从Ligo-Virgo的O3运行中观察到的7 KeV-TEV区域中电磁成分的观察结果（上限）已在APJ杂志上发表。在此期间的最新研究结果已在国际会议上适当提出，例如Cospar（其中8个曾被邀请讲座）和日本物理学会（15）。

项目成果

New Results from the first 5 years of CALET observations on the International Space Station

国际空间站 CALET 前 5 年观测的新结果

• DOI: 10.22323/1.395.0010
• 发表时间: 2021
• 期刊: Proceedings of Science (ICRC2021)
• 作者: O. Adriani;Y. Akaike et al.;(CALET Collaboration);P. S. Marrocchesi et al. (CALET Collaboration)
• 通讯作者: P. S. Marrocchesi et al. (CALET Collaboration)

The CALorimetric Electron Telescope (CALET) on the International Space Station: Results from the First Two Years of Operation

• DOI: 10.1051/epjconf/201920813001
• 发表时间: 2019-05
• 期刊: EPJ Web of Conferences
• 作者: Y. Asaoka;Y. Asaoka;O. Adriani;Y. Akaike;Y. Akaike;K. Asano;M. G. Bagliesi;E. Berti;G. Bigongiari;W. Binns;S. Bonechi;M. Bongi;A. Bruno;P. Brogi;J. Buckley;N. Cannady;G. Castellini;C. Checchia;M. Cherry;G. Collazuol;V. Felice;K. Ebisawa;H. Fuke;T. G. Guzik;T. Hams;T. Hams;N. Hasebe;K. Hibinov;M. Ichimura;K. Ioka;W. Ishizaki;M. Israel;K. Kasahara;J. Kataoka;R. Kataoka;Y. Katayose;C. Kato;N. Kawanaka;Y. Kawakubo;K. Kohri;H. Krawczynski;J. Krizmanic;J. Krizmanic;T. Lomtadze;P. Maestro;P. Marrocchesi;A. Messineo;J. Mitchell;S. Miyake;A. Moiseev;A. Moiseev;K. Mori;K. Mori;M. Mori;N. Mori;H. Motz;K. Munakata;H. Murakami;S. Nakahira;J. Nishimura;G. Nolfo;S. Okuno;J. Ormes;S. Ozawa;L. Pacini;L. Pacini;F. Palma;V. Pal'shin;P. Papini;A. Penacchioni;B. Rauch;S. Ricciarini;K. Sakai;K. Sakai;T. Sakamoto;M. Sasaki;M. Sasaki;Y. Shimizu;A. Shiomi;R. Sparvoli;P. Spillantini;F. Stolzi;S. Sugita;J. Suh;A. Sulaj;I. Takahashi;M. Takayanagi;M. Takita;T. Tamura;N. Tateyama;T. Terasawa;H. Tomida;S. Torii;Y. Tsunesada;Y. Uchihori;Seiya Ueno;E. Vannuccini;J. Wefel;K. Yamaoka;S. Yanagita;A. Yoshida;K. Yoshida

Plasma Waves Causing Relativistic Electron Precipitation Events at International Space Station: Lessons From Conjunction Observations With Arase Satellite

等离子体波在国际空间站引起相对论性电子沉淀事件：Arase 卫星联合观测的教训

• DOI: 10.1029/2020ja027875
• 发表时间: 2020
• 期刊: Journal of Geophysical Research: Space Physics
• 作者: Kataoka Ryuho;Asaoka Yoichi;Torii Shoji;Nakahira Satoshi;Ueno Haruka;Miyake Shoko;Miyoshi Yoshizumi;Kurita Satoshi;Shoji Masafumi;Kasahara Yoshiya;Ozaki Mitsunori;Matsuda Shoya;Matsuoka Ayako、Kasaba Yasumasa;Shinohara Iku;Hosokawa Keisuke;U
• 通讯作者: U

地球磁場を用いた10GeV/n以下の鉄核強度の算出

使用地球磁场计算低于 10 GeV/n 的铁芯强度

• 发表时间: 2022
• 作者: 市村雅一;赤池陽水;浅岡陽一;笠原克昌;小林兼好;鳥居祥二;他CALETチーム
• 通讯作者: 他CALETチーム

NASA Goddard Space Flight Center/Louisiana State University/Washington University St. Louis(米国)

NASA戈达德太空飞行中心/路易斯安那州立大学/圣路易斯华盛顿大学（美国）